115年:心肺基礎(2)

關於肺臟的代謝功能,下列敘述何者正確?

A第一型肺泡上皮細胞分泌表面張力素,降低肺泡表面張力並參與肺泡修復
B肺臟血管內皮細胞大量表現ACE,將第一型血管張力素(angiotensin Ⅰ)轉換為第二型血管張力素 (angiotensin Ⅱ)
C第二型肺泡上皮細胞主要代謝血管張力素,調升血壓
D表面張力素可直接降解乳酸並參與能量代謝

詳細解析

本題觀念

肺臟除了負責氣體交換之外,還具備重要的非呼吸代謝功能。肺臟每分鐘接收全部心輸出量的血液,使其成為血液中多種血管活性物質的天然代謝場所。其中最具代表性的功能之一,就是肺微血管內皮細胞表面大量表現的血管張力素轉換酶(ACE),能將血管張力素 I 轉換為血管張力素 II。此外,肺泡上皮細胞也各有專屬功能:第一型負責氣體擴散、第二型負責分泌表面張力素與肺泡修復。辨別這些細胞的功能歸屬,是本題的核心考點。

選項分析

(A) 第一型肺泡上皮細胞分泌表面張力素,降低肺泡表面張力並參與肺泡修復:此選項混淆了兩型肺泡上皮細胞的功能。表面張力素(surfactant)是由第二型肺泡上皮細胞(Type II pneumocytes)合成並分泌,而非第一型。第一型肺泡上皮細胞形態扁平,覆蓋約 96% 的肺泡表面積,專司提供氣體交換的薄擴散層。肺泡修復同樣仰賴第二型細胞——它是肺泡上皮的幹細胞,可分化為第一型細胞來修補受損的肺泡上皮。

(B) 肺臟血管內皮細胞大量表現 ACE,將第一型血管張力素轉換為第二型血管張力素:這是正確描述。肺微血管內皮細胞的 ACE 表現率接近 100%,遠高於全身循環的 10–15%。ACE 是一種膜結合型金屬蛋白酶,可將血管張力素 I(十肽)切割為血管張力素 II(八肽),後者是強力的血管收縮劑。研究顯示,血液單次通過肺循環後,約 70% 的血管張力素 I 即被轉換為血管張力素 II。ACE 同時也能分解緩激肽(bradykinin),使其失去血管擴張活性。

(C) 第二型肺泡上皮細胞主要代謝血管張力素,調升血壓:此選項張冠李戴。代謝血管張力素的是肺血管內皮細胞上的 ACE,而非第二型肺泡上皮細胞。第二型肺泡上皮細胞的四大功能為:合成分泌表面張力素、異生物代謝(xenobiotic metabolism)、跨上皮水分運輸及肺泡上皮再生。這些功能均與血管張力素的代謝無關。

(D) 表面張力素可直接降解乳酸並參與能量代謝:肺表面張力素是由磷脂質(約 90%,以 DPPC 為主)和蛋白質(約 10%,包含 SP-A、SP-B、SP-C、SP-D)組成的複合物。其功能是降低肺泡表面張力、防止肺泡在呼氣末塌陷,並不具備降解乳酸或參與能量代謝的能力。乳酸代謝主要在肝臟透過 Cori cycle 進行。

答案解析

本題考查肺臟的代謝功能,重點在於區分「肺血管內皮細胞」與「肺泡上皮細胞」的不同角色。ACE 位於肺微血管內皮細胞表面,負責將血管張力素 I 轉換為血管張力素 II——這是腎素-血管張力素-醛固酮系統(RAAS)的關鍵步驟,也是 ACEI 類降壓藥的作用標的。選項 (B) 正確描述了此機制,是本題的正確答案。

核心知識點

  • 肺微血管內皮細胞 ACE 表現率近 100%,全身循環僅 10–15%
  • ACE 將血管張力素 I(十肽)→ 血管張力素 II(八肽),單次通過轉換率約 70%
  • ACE 同時分解緩激肽,使其喪失血管擴張功能(ACEI 引起乾咳的原因)
  • 第一型肺泡上皮:扁平、占 96% 表面積、負責氣體擴散
  • 第二型肺泡上皮:立方形、分泌 surfactant、肺泡幹細胞、異生物代謝
  • 表面張力素成分:DPPC 為主的磷脂質 + SP-A/B/C/D 蛋白質

參考資料

  1. OpenAnesthesia - Lung function: Metabolic
  2. AHA Journals - Pulmonary Capillary Endothelium-Bound ACE Activity
  3. Wikipedia - Angiotensin-converting enzyme
  4. Wikipedia - Pulmonary surfactant